一种包装机八杆机构式灌装开袋装置的动力学分析

发布时间：2017-03-29 09:22

  本文关键词：一种包装机八杆机构式灌装开袋装置的动力学分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在包装机上设计了一种适用于黄皮纸袋(单层袋)或者纸塑复合袋(双层袋)的八杆机构式灌装开袋装置,实现了黄皮纸外袋和塑料薄膜内袋的同步开袋和封袋,从而解决了单层袋/双层袋灌装包装生产线设计中如何同步开袋顺利灌装难题。本研究针对包装机灌装开袋装置的基本功能及设计要求,将模拟仿真和实验相结合,对本装置的设计方法及动力学特性进行了分析,对多杆机构装置的机械设计提供了一定参考价值。主要研究内容如下:(1)研究了纸塑复合袋包装机的工艺流程,分析了本装置动作的基本机理,结合平面连杆机构特性,建立了八杆机构式灌装开袋装置动力学模型,推导了八杆机构运动学和动力学方程。(2)研究了八杆机构式灌装开袋装置特点,分析了八杆机构优化设计的方法,建立了以机构相位角最小值为目标函数的优化模型,运用MATLAB确定了八杆机构设计尺寸,并在ADAMS中建立了虚拟机构模型,验证了优化设计结果的合理性。(3)研究了八杆机构末端左右吸盘动作同步对机构设计的重要性,构建了虚拟样机,进行了虚拟模型在SolidWorks Motion中的动力学仿真,得到了不同速度下的左右吸盘动力特性曲线,分析了末端开袋吸嘴速度和加速度特征,验证了灌装开袋装置的末端左右吸盘动作同步性符合技术要求。(4)分析了装置提速过程中对末端吸盘的影响,运用了SolidWorks Simulation对关键零件进行应力仿真,计算出了相应的应力、应变和安全系数,证明了本装置机械设计的稳定性,排除了提速对末端冲击的影响。
【关键词】：八杆机构 优化设计 动力学模型 仿真
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB486
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题来源及背景8-9
• 1.2 课题研究的目的和意义9
• 1.3 论文相关领域国内外研究现状9-11
• 1.3.1 多杆机构优化设计研究9-10
• 1.3.2 多杆机构动力学分析研究10-11
• 1.4 本文的研究内容11-12
• 第2章 包装机八杆机构动力学分析12-30
• 2.1 八杆机构在包装机中的设计应用12-16
• 2.1.1 灌装开袋装置介绍12-13
• 2.1.2 灌装开袋装置的构型设计13-16
• 2.2 八杆机构运动学模型的构建16-25
• 2.2.1 驱动模块运动学分析18-20
• 2.2.2 右吸盘模块运动学分析20-22
• 2.2.3 左吸盘模块运动学分析22-25
• 2.3 八杆机构动力学模型的构建25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 包装机八杆机构的优化设计30-40
• 3.1 优化变量和目标函数30-31
• 3.2 约束条件31-34
• 3.2.1 灌装开袋装置机构构型设计指标31-33
• 3.2.2 自变量及约束33-34
• 3.3 基于遗传算法目标函数最小值优化34-36
• 3.4 基于ADAMS的优化模型验证36-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 八杆机构式灌装开袋装置的仿真及分析40-56
• 4.1 基于SolidWorks的三维模型构建40-41
• 4.2 基于SolidWorks Motion的动力学仿真及分析41-50
• 4.2.1 动力学仿真模型的构建41-47
• 4.2.2 动力学仿真结果分析47-50
• 4.3 基于SolidWorks Simulation的有限元分析50-54
• 4.3.1 有限元模型的构建50-52
• 4.3.2 有限元仿真结果分析52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 八杆机构式灌装开袋装置的实验结果分析56-59
• 第6章 总结与展望59-61
• 6.1 总结59-60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-64

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